JP5557665B2 - 車両用灯具 - Google Patents

Description

本願発明は、発光ダイオードを光源とする車両用灯具に関するものである。

多くの車両用灯具は、光源からの光をリフレクタで灯具前方へ向けて反射させて、この反射光をレンズで灯具前方へ向けて拡散偏向透過させるように構成されている。

「特許文献１」には、このような車両用灯具において、その光源が、灯具前後方向に延びる光軸上において斜め上後方へ向けて配置された発光ダイオードで構成されるとともに、そのリフレクタおよびレンズが、光軸を含む鉛直面に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材の一部として、それぞれ構成されたものが記載されている。

なお「特許文献２」には、車両用灯具のリフレクタとして、その後面が灯具前後方向に延びる光軸に関して放射状に延びる複数の突条部で構成されるとともに、これら各突条部が、光軸と直交する平面に沿った断面形状が略Ｖ字形状に設定された全反射プリズムで構成されたものが記載されている。

特開２０１０−４０４８４号公報 特開２００６−３３８９８５号公報

上記「特許文献１」に記載された車両用灯具のように、リフレクタおよびレンズを透光部材の一部としてそれぞれ構成するようにすれば、リフレクタとレンズとの位置関係精度を高めることができるとともに、灯具部品点数の削減を図ることができる。

しかしながら、この「特許文献１」に記載された車両用灯具においては、透光部材にリフレクタとしての光反射機能を持たせるため、その表面の一部にアルミ蒸着等の反射処理が施された構成となっている。このため、部品点数が削減されているにもかかわらず、車両用灯具の製造コストを大幅に低減させることができない、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、発光ダイオードを光源とする車両用灯具において、その製造コストを大幅に低減させることができる車両用灯具を提供することを目的とするものである。

本願発明は、リフレクタおよびレンズを透光部材の一部としてそれぞれ構成した上で、リフレクタの構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る車両用灯具は、
発光ダイオードと、この発光ダイオードからの光を灯具前方へ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタで反射した上記発光ダイオードからの光を灯具前方へ向けて拡散偏向透過させるレンズと、を備えてなる車両用灯具において、
上記発光ダイオードが、灯具前後方向に延びる光軸上において該光軸と交差する所定方向へ向けて配置されており、
上記リフレクタおよび上記レンズが、上記所定方向に延びる軸線と上記光軸とを含む基準平面に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材の一部として、それぞれ構成されており、
上記リフレクタの後面が、上記光軸に関して放射状に延びる複数の突条部で構成されており、
これら各突条部が、断面楔形の全反射プリズムで構成されており、
上記発光ダイオードおよび上記透光部材が、上記基準平面と直交する方向に並列で複数組配置されており、
上記各組の透光部材が、単一の透光部材集合体として互いに一体で形成されており、
上記各組の発光ダイオードが、単一の光源支持部材に位置決め固定されており、
上記透光部材集合体が、上記各組の透光部材相互の連結部分において上記光源支持部材に位置決め固定されている、ことを特徴とするものである。

上記「車両用灯具」は、特定種類の車両用灯具に限定されるものではなく、例えば、テールランプ、ストップランプ、クリアランスランプ、ハイマウントストップランプ、デイタイムランニングランプ等が採用可能である。

上記「所定方向」は、光軸と交差する方向であれば、灯具前後方向と直交する方向であってもよいし、これとは異なる方向であってもよい。

上記「レンズ」は、リフレクタで反射した発光ダイオードからの光を灯具前方へ向けて拡散偏向透過させる構成となっているが、ここで「拡散偏向透過」とは、拡散のみ、偏向のみ、拡散および偏向、のいずれかの制御を透過光に対して行うことを意味するものである。

上記「突条部」とは、線状に延びる突起部を意味するものである。

上記構成に示すように、本願発明に係る車両用灯具は、発光ダイオードからの光をリフレクタで灯具前方へ向けて反射させて、この反射光をレンズで灯具前方へ向けて拡散偏向透過させる構成となっているが、その発光ダイオードは、灯具前後方向に延びる光軸と交差する所定方向へ向けて配置されており、そのリフレクタおよびレンズは、上記所定方向に延びる軸線と光軸とを含む基準平面に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材の一部として、それぞれ構成されているので、リフレクタとレンズとの位置関係精度を高めることができるとともに、灯具部品点数の削減を図ることができる。

その上で、本願発明に係る車両用灯具は、そのリフレクタの後面が灯具前後方向に延びる光軸に関して放射状に延びる複数の突条部で構成されるとともに、これら各突条部が、断面楔形の全反射プリズムで構成されているので、リフレクタの略全領域にわたって、その後面での全反射を実現することができる。このため、従来のように、透光部材の一部にリフレクタとしての光反射機能を持たせるために、その表面にアルミ蒸着等の反射処理を施す必要をなくすことができる。そしてこれにより、灯具部品点数の削減効果と相俟って、車両用灯具の製造コストを大幅に低減させることができる。

このように本願発明によれば、発光ダイオードを光源とする車両用灯具において、その製造コストを大幅に低減させることができる。

上記構成において、発光ダイオードおよび透光部材が、上記基準平面と直交する方向に並列で複数組配置された構成とした上で、これら各組の透光部材が、単一の透光部材集合体として互いに一体で形成された構成とすれば、灯具部品点数の増大を抑えた上で、灯具発光面積を大きくすることができる。その際、これら各組の発光ダイオードおよび透光部材は、上記基準平面と直交する方向に関して灯具前後方向に互いに揃った位置に配置されていてもよいし灯具前後方向に互いにずれた位置に配置されていてもよい。

この場合において、各組の発光ダイオードが、単一の光源支持部材に位置決め固定された構成とした上で、透光部材集合体が、各組の透光部材相互の連結部分において光源支持部材に位置決め固定された構成とすれば、灯具部品点数の増大を抑えた上で、各組における発光ダイオードと透光部材との位置関係精度を高めることができる。その際、この透光部材集合体の光源支持部材への位置決め固定は、各組の透光部材相互の連結部分において行われているので、この位置決め固定が行われていることに起因して、各組の透光部材のリフレクタおよびレンズとしての光学的な機能に支障が生じてしまうおそれを回避することができる。

上記構成において、レンズの前面に複数の拡散レンズ素子が形成された構成とすれば、略Ｃ字形状に設定された透光部材の内周側の表面に複雑な凹凸形状を形成することなく、レンズとしての拡散偏向透過機能を確保することができる。そしてこれにより、透光部材の成形を容易に行うことができる。

その際、このようにレンズの前面に複数の拡散レンズ素子が形成された構成とした上で、レンズの後面に上記基準平面と略平行に延びる複数の拡散レンズ素子が形成された構成とすれば、レンズの前面に形成される複数の拡散レンズ素子の形状をより単純なものとすることができる。なお、このようにレンズの後面に複数の拡散レンズ素子が形成された構成とした場合においても、これら各拡散レンズ素子は上記基準平面と略平行に延びるように形成されているので、透光部材の成形容易化を阻害してしまうおそれを最小限に抑えることができる。

本願発明の一実施形態に係る車両用灯具を示す部分断面正面図であって、図２のI−I線断面図 図１のII−II線断面図 図１のIII−III線断面詳細図 図１のIV−IV線断面詳細図 図３のＶ部詳細斜視図 上記実施形態の変形例に係る車両用灯具を示す、図３と同様の図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用灯具１０を示す部分断面正面図であって、図２のI−I線断面図である。また、図２は、そのII−II線断面図である。さらに、図３は、図１のIII−III線断面詳細図であり、図４は、図１のIV−IV線断面詳細図である。

これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用灯具１０は、車両の右前端部に配置されるクリアランスランプであって、ランプボディ１２とその前端開口部に取り付けられた素通し状の透光カバー１４とで形成される灯室内に、車両前後方向（すなわち灯具前後方向）に延びる光軸Ａｘを有する４つの灯具ユニット２０が組み込まれた構成となっている。

これら４つの灯具ユニット２０は、いずれも同様の構成を有しており、車幅方向に並列で配置されている。

各灯具ユニット２０は、発光ダイオード２２と、この発光ダイオード２２からの光を灯具前方へ向けて反射させるリフレクタ２４と、このリフレクタ２４で反射した発光ダイオード２２からの光を灯具前方へ向けて拡散偏向透過させるレンズ２６とを備えた構成となっている。

発光ダイオード２２は、光軸Ａｘ上において該光軸Ａｘと交差する所定方向（本実施形態においては鉛直下方）へ向けて配置されている。正確には、この発光ダイオード２２は、その発光中心Ｏを光軸Ａｘ上に位置させた状態で、その発光面を鉛直下方へ向けるようにして配置されている。

リフレクタ２４およびレンズ２６は、発光中心Ｏを通るようにして鉛直下方へ延びる軸線Ａｘ１と光軸Ａｘとを含む基準平面（本実施形態においては光軸Ａｘを含む鉛直面）に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材３０の一部として、それぞれ構成されている。

その際、この透光部材３０は、略Ｃ字形状の断面形状が下向きに凸となるようにして配置されており、その後部領域がリフレクタ２４を構成しており、その前部領域がレンズ２６を構成している。この透光部材３０は、その後部上端縁（すなわちリフレクタ２４の上端縁）が、光軸Ａｘのやや下方に位置しており、その前部上端縁（すなわちレンズ２６の上端縁）が、光軸Ａｘよりも下方でかつ後部上端縁よりもやや上方に位置している。

各灯具ユニット２０の透光部材３０は、単一の透光部材集合体５０として互いに一体で形成されている。

この透光部材集合体５０は、無色透明なアクリル樹脂等により構成されている。また、この透光部材集合体５０は、その透光カバー１４が車幅方向内側から車幅方向外側へ向けて回り込むように形成されているのに対応させて、各透光部材３０の位置が車幅方向内側から車幅方向外側へ向けて徐々に灯具後方側へ変位するように形成されている。そして、この透光部材集合体５０における各透光部材３０相互の連結部分５０ａには、鉛直上方へ突出する段付きボス５０ｂが形成されている。

各灯具ユニット２０の発光ダイオード２２は、支持基板３２を介して単一の光源支持部材４０に位置決め固定されている。

すなわち、光源支持部材４０は、水平面に沿って延びる板状部材として構成されており、その下面には、各灯具ユニット２０に対応する位置に、位置決め用凹部４０ａがそれぞれ形成されている。一方、各灯具ユニット２０の発光ダイオード２２は、それぞれ支持基板３２に固定支持されており、この支持基板３２が、光源支持部材４０の位置決め用凹部４０ａに嵌め込まれた状態で、光源支持部材４０に固定されている。

光源支持部材４０は、アルミニウム等の金属製部材であって、各発光ダイオード２２で発生する熱を逃がすためのヒートシンクとして構成されている。この光源支持部材４０の上面には、各灯具ユニット２０に対応する位置に、位置決め用突起部４０ｂがそれぞれ形成されている。そして、この光源支持部材４０は、これら各位置決め用突起部４０ｂをランプボディ１２の上面壁に当接させた状態で、その周縁部において、ランプボディ１２の側面壁および後面壁に形成されたリブ１２ａに載置固定されている。

この光源支持部材４０は、その前端面に当接するカバー部材４２によって覆われている。このカバー部材４２は、光源支持部材４０の下面側へ回り込むようにして断面略Ｌ字形状に形成されており、その下端面は、透光部材３０の後部上端縁と略同じ高さに位置している。そして、このカバー部材４２が配置されることにより、灯具正面視において、光源支持部材４０および各灯具ユニット２０の発光ダイオード２２が直接見えてしまわないようにしている。

透光部材集合体５０は、各灯具ユニット２０の透光部材３０相互の連結部分５０ａにおいて光源支持部材４０に位置決め固定されている。

すなわち、光源支持部材４０には、透光部材集合体５０における各透光部材３０相互の連結部分５０ａに形成された各段付きボス５０ｂと対応する位置に、該光源支持部材４０を上下方向に貫通する貫通孔４０ｃが形成されている。そして、これら各貫通孔４０ｃに各段付きボス５０ｂの上部が挿入された状態で、透光部材集合体５０が光源支持部材４０に接着固定されることにより、その位置決め固定が行われるようになっている。

次に、各灯具ユニット２０におけるリフレクタ２４の具体的な構成について説明する。

このリフレクタ２４は、灯具正面視において矩形の外形形状を有している。

このリフレクタ２４の前面２４ａは、光軸Ａｘを中心軸とするとともに発光ダイオード２２の発光中心Ｏを焦点とする回転放物面で構成されている。一方、このリフレクタ２４の後面２４ｂは、光軸Ａｘに関して放射状に延びる複数の突条部２４ｓで構成されている。これら各突条部２４ｓは、断面楔形の全反射プリズムで構成されている。

図５は、図３のＶ部詳細斜視図であって、リフレクタ２４の一部を切り出して示す図である。

同図に示すように、各突条部２４ｓを構成する１対の斜面は、いずれも凸曲面で構成されており、そのプリズム頂角は、リフレクタ２４の前面２４ａに対して面直な断面内において約９０°に設定されている。また、これら各突条部２４ｓは、光軸Ａｘから離れるに従って、その断面形状が徐々に大きくなるように形成されている。そしてこれにより、これら各突条部２４ｓは、発光中心Ｏからリフレクタ２４の前面２４ａに到達してその内部に進入した光を、該突条部２４ｓで全反射させて、これを光軸Ａｘと平行な方向へ反射させるようになっている。なお、発光中心Ｏからリフレクタ２４の前面２４ａに到達した光の一部は、この前面２４ａで表面反射するが、その反射光も光軸Ａｘと平行な方向へ向かう光となる。

次に、各灯具ユニット２０におけるレンズ２６の具体的な構成について説明する。

このレンズ２６も、灯具正面視において矩形の外形形状を有しており、その大きさがリフレクタ２４と略同一サイズに設定されている。

このレンズ２６の前面２６ａには、複数の拡散レンズ素子２６ｓが形成されている、これら各拡散レンズ素子２６ｓは、縦横の格子状に区分けされた複数のセグメントに割り付けられた魚眼レンズで構成されており、リフレクタ２４からの反射光を上下方向および左右方向に拡散させるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態に係る車両用灯具１０は、発光ダイオード２２からの光をリフレクタ２４で灯具前方へ向けて反射させて、この反射光をレンズ２６で灯具前方へ向けて拡散偏向透過させる構成となっているが、その発光ダイオード２２は、鉛直下方へ向けて配置されており、そのリフレクタ２４およびレンズ２６は、光軸Ａｘを含む鉛直面に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材３０の一部として、それぞれ構成されているので、リフレクタ２４とレンズ２６との位置関係精度を高めることができるとともに、灯具部品点数の削減を図ることができる。

その上で、本実施形態に係る車両用灯具１０は、そのリフレクタ２４の後面２４ｂが灯具前後方向に延びる光軸Ａｘに関して放射状に延びる複数の突条部２４ｓで構成されるとともに、これら各突条部２４ｓが、断面楔形の全反射プリズムで構成されているので、リフレクタ２４の略全領域にわたって、その後面２４ｂでの全反射を実現することができる。このため、従来のように、透光部材３０の一部にリフレクタ２４としての光反射機能を持たせるために、その表面にアルミ蒸着等の反射処理を施す必要をなくすことができる。そしてこれにより、灯具部品点数の削減効果と相俟って、車両用灯具１０の製造コストを大幅に低減させることができる。

このように本実施形態によれば、発光ダイオード２２を光源とする車両用灯具１０において、その製造コストを大幅に低減させることができる。

しかも本実施形態においては、発光ダイオード２２および透光部材３０が、車幅方向に並列で複数組配置されており、そして、これら各灯具ユニット２０の透光部材３０が、単一の透光部材集合体５０として互いに一体で形成されているので、灯具部品点数の増大を抑えた上で、灯具発光面積を大きくすることができる。

その際、各灯具ユニット２０の発光ダイオード２２は、単一の光源支持部材４０に位置決め固定されており、そして、透光部材集合体５０は、各灯具ユニット２０の透光部材３０相互の連結部分５０ａにおいて光源支持部材４０に位置決め固定されているので、灯具部品点数の増大を抑えた上で、各組における発光ダイオード２２と透光部材３０との位置関係精度を高めることができる。また、この透光部材集合体５０の光源支持部材４０への位置決め固定は、各灯具ユニット２０の透光部材３０相互の連結部分５０ａにおいて行われているので、この位置決め固定が行われていることに起因して、各灯具ユニット２０の透光部材３０のリフレクタ２４およびレンズ２６としての光学的な機能に支障が生じてしまうおそれを回避することができる。

また本実施形態においては、レンズ２６の前面２６ａに複数の拡散レンズ素子２６ｓが形成されているので、略Ｃ字形状に設定された透光部材３０の内周側の表面に複雑な凹凸形状を形成することなく、レンズ２６としての拡散偏向透過機能を確保することができる。そしてこれにより、透光部材３０の成形を容易に行うことができる。

さらに本実施形態においては、発光ダイオード２２が鉛直下方へ向けて配置されるとともに、透光部材３０がその略Ｃ字形状の断面形状が下向きに凸となるようにして配置されているので、透光カバー１４を介して灯室内を観察したときに、発光ダイオード２２が見えにくくなるようにすることができる。特に本実施形態においては、光源支持部材４０を灯具前方側から覆うカバー部材４２が配置されているので、灯具正面視において、発光ダイオード２２が直接見えてしまわないようにすることが容易に可能となる。

また実施形態においては、リフレクタ２４の前面２４ａが、光軸Ａｘを中心軸とするとともに発光ダイオード２２の発光中心Ｏを焦点とする回転放物面で構成されているので、その前面２４ａで反射した発光中心Ｏからの光だけでなく、その後面２４ｂで反射した発光中心Ｏからの光についても、光軸Ａｘと平行な方向へ向かう光とすることができ、これによりレンズ２６による拡散偏向制御を容易に行うことができる。

なお、このようにリフレクタ２４の前面２４ａが、光軸Ａｘを中心軸とするとともに発光ダイオード２２の発光中心Ｏを焦点とする回転放物面で構成されていない場合においても、略同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態においては、発光ダイオード２２の発光中心Ｏが光軸Ａｘ上に位置しているものとして説明したが、発光中心Ｏからずれた位置が光軸Ａｘ上に位置している場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態においては、発光ダイオード２２が鉛直下方へ向けて配置されている場合について説明したが、鉛直下方に対して前後方向または左右方向に傾斜した方向、あるいは、左側方、右側方または鉛直上方等へ向けて配置されている場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態においては、車両用灯具１０として４つの灯具ユニット２０を備えている場合について説明したが、これ以外の個数の灯具ユニット２０を備えている場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。

上記実施形態においては、車両用灯具１０が車両の右前端部に配置されるクリアランスランプである場合について説明したが、車両の左前端部に配置されるクリアランスランプである場合、あるいは他の種類の灯具である場合においても、上記実施形態と略同様の作用効果を得ることができる。さらに、上記実施形態に係る車両用灯具１０を、夜間走行時にはクリアランスランプとして用いる一方、昼間走行時には各発光ダイオード２２の輝度を高めてデイタイムランニングランプとして用いるようにすることも可能である。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。

図６は、本変形例に係る車両用灯具１１０を示す、図３と同様の図である。

同図に示すように、この車両用灯具１１０の基本的な構成は、上記実施形態に係る車両用灯具１０の場合と同様であるが、各灯具ユニット２０におけるレンズ１２６の構成が上記実施形態の場合と異なっている。

すなわち、本変形例においても、透光部材１３０の一部としてリフレクタ２４およびレンズ１２６がそれぞれ構成されており、そのレンズ１２６の前面１２６ａに複数の拡散レンズ素子１２６ｓ１が形成されているが、その後面１２６ｂにも複数の拡散レンズ素子１２６ｓ２が形成された構成となっている。

その際、後面１２６ｂに形成された複数の拡散レンズ素子１２６ｓ２は、鉛直方向に延びるようにして縦縞状に形成されており、一方、前面１２６ａに形成された複数の拡散レンズ素子１２６ｓ１は、水平方向に延びるようにして横縞状に形成されている。そしてこれにより、リフレクタ２４からの反射光を、各拡散レンズ素子１２６ｓ２で左右方向に拡散させるようにしてレンズ１２６に入射させた後、各各拡散レンズ素子１２６ｓ１で上下方向に拡散させるようにしてレンズ１２６から出射させるようになっている。

本変形例の構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

そして、本変形例の構成を採用することにより、レンズ１２６の前面１２６ａに形成される複数の拡散レンズ素子１２６ｓ１の形状をより単純なものとすることができる。なお、このようにレンズ１２６の後面１２６ｂに複数の拡散レンズ素子１２６ｓ２が形成された構成とした場合においても、これら各拡散レンズ素子は鉛直方向に延びるようにして縦縞状に形成されているので、透光部材１３０の成形容易化を阻害してしまうおそれを最小限に抑えることができる。

なお、上記実施形態および変形例において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

１０、１１０ 車両用灯具
１２ ランプボディ
１２ａ リブ
１４ 透光カバー
２０ 灯具ユニット
２２ 発光ダイオード
２４ リフレクタ
２４ａ、２６ａ、１２６ａ 前面
２４ｂ、１２６ｂ 後面
２４ｓ 突条部
２６、１２６ レンズ
２６ｓ、１２６ｓ１、１２６ｓ２ 拡散レンズ素子
３０、１３０ 透光部材
３２ 支持基板
４０ 光源支持部材
４０ａ 位置決め用凹部
４０ｂ 位置決め用突起部
４０ｃ 貫通孔
４２ カバー部材
５０ 透光部材集合体
５０ａ 連結部分
５０ｂ 段付きボス
Ａｘ 光軸
Ａｘ１ 軸線
Ｏ 発光中心

Claims (3)

1. 発光ダイオードと、この発光ダイオードからの光を灯具前方へ向けて反射させるリフレクタと、このリフレクタで反射した上記発光ダイオードからの光を灯具前方へ向けて拡散偏向透過させるレンズと、を備えてなる車両用灯具において、
   上記発光ダイオードが、灯具前後方向に延びる光軸上において該光軸と交差する所定方向へ向けて配置されており、
   上記リフレクタおよび上記レンズが、上記所定方向に延びる軸線と上記光軸とを含む基準平面に沿った断面形状が略Ｃ字形状に設定された透光部材の一部として、それぞれ構成されており、
   上記リフレクタの後面が、上記光軸に関して放射状に延びる複数の突条部で構成されており、
   これら各突条部が、断面楔形の全反射プリズムで構成されており、
   上記発光ダイオードおよび上記透光部材が、上記基準平面と直交する方向に並列で複数組配置されており、
   上記各組の透光部材が、単一の透光部材集合体として互いに一体で形成されており、
   上記各組の発光ダイオードが、単一の光源支持部材に位置決め固定されており、
   上記透光部材集合体が、上記各組の透光部材相互の連結部分において上記光源支持部材に位置決め固定されている、ことを特徴とする車両用灯具。
2. 上記レンズの前面に、複数の拡散レンズ素子が形成されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用灯具。
3. 上記レンズの後面に、上記基準平面と略平行に延びる複数の拡散レンズ素子が形成されている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用灯具。

Images